РАБОЧИЙ ОРГАН КУЛЬТИВАТОРА Российский патент 1998 года по МПК A01B35/26 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам культиваторов.

Известен рабочий орган культиватора, содержащий стойку и закрепленную на ней рыхлящую лапу, в котором, с целью повышения качества рыхления почвы путем смещения почвенных слоев, задние кромки лапы выполнены с выступами, одни из граней которых расположены под острыми углами к плоскости симметрии лапы [1].

К причинам, препятствующим достижению технического результата при использовании известного устройства, относятся большое тяговое сопротивление рабочего органа и низкое качество крошения почвы.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является почвообрабатывающий рабочий орган, включающий вертикальную стойку и соединенную с ней наклонную к горизонтальной плоскости пластину с режущим лезвием, к которой присоединен горизонтальный плоскорежущий нож, в котором, с целью повышения качества рыхления, уменьшения выноса влажного слоя на поверхность и снижения тягового сопротивления, режущее лезвие пластины выполнено в виде двух прямолинейных граней, образующих в месте пересечения тупой угол, вершина которого вынесена перед передней гранью стойки, при этом угол между верхней гранью режущего лезвия и передней гранью стойки тупой [2]. Этот рабочий орган нами принят за прототип.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся недостаточное крошение почвы и локальное рыхление узкой почвенной полосы, недостаточной для накопления влаги и развития корневой системы растений.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - увеличение объема рыхления почвенного слоя в защитной зоне растений.

Технический результат - снижение тягового сопротивления и повышение степени крошения почвы.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для обработки почвы в межурядьях пропашных культур, включающем вертикальную стойку и соединенный с ней рыхляще-подрезающий элемент, который выполнен в виде ярусно расположенных разновеликих плоских ножей с режущими кромками на фронтальной части, сопряженными с вертикальным боковым ножом, лезвие которого обращено в сторону ножей, а его режущая кромка наклонена к направлению движения под углом 50-70^o, при этом режущая кромка лезвия плоского ножа верхнего яруса имеет угол наклона к плоскости бокового ножа, равный 60 ± 5^o, а режущая кромка лезвия плоского ножа нижнего яруса наклонена к плоскости бокового ножа под углом 45 ± 5^o, причем на вертикальной грани бокового ножа впереди стойки выполнен щиток, образованный локальной деформацией части участка боковой поверхности ножа впереди стойки в направлении размещения крепежных элементов; между концами стойки на ее фронтальной части выполнено лезвие с углом заточки не более 15 ± 3^o; тыльные от лезвий грани подрезающе-рыхлящего элемента выполнены с напылением изностойким материалом на узкой полосе, эквидистантной режущим кромкам; подрезающе-рыхлящий элемент выполнен из листового материала; переход режущих кромок лезвий ножей верхнего и нижнего яруса выполнен в верхней части лезвия бокового ножа; сопряжения ножей ярусов с боковым ножом выполнены по галтели радиусом более 30 мм; угол наклона боковой грани щитка к плоскости бокового ножа верхнего яруса в 5-6 раз больше длины лезвия ножа нижнего яруса.

За счет того, что рыхляще-подрезающий элемент выполнен в виде разновеликих ножей, размещенных на двух ярусах, достигается указанный выше технический результат.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательского уровня". Заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На фиг. 1 показан рабочий орган культиватора, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - то же, вид слева; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3, взаимное расположение щитка и стойки рабочего органа на боковом ноже рыхляще-подрезающего элемента; на фиг. 5 представлен рабочий орган культиватора в аксонометрическом изображении; на фиг. 6 изображена развертка рыхляще-подрезающего элемента.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключается в следующем.

Рабочий орган культиватора (см. фиг. 1-5) содержит стойку 1 и рыхляще-подрезающий элемент 2. Стойка 1 на своей фронтальной части имеет заточенную часть с углом заточки 15-18^o. Верхняя часть стойки 1 прямоугольного сечения предусмотрена для размещения в держателе секции культиватора. На нижней части стойки 1 выполнены монтажные отверстия 3 для крепления рыхляще-подрезающего элемента 2.

Рыхляще-подрезающий элемент 2 имеет сложную геометрическую фигуру и содержит плоский нож 4 верхнего яруса, плоский нож 5 нижнего яруса и боковой нож 6, сопряженный плавно по криволинейным поверхностям с плоскими ножами 4 и 5 верхнего и нижнего ярусов. Фронтальные режущие кромки 7, 8, 9 плоского ножа 4 верхнего яруса, бокового ножа 6 и плоского ножа 5 нижнего яруса снабжены лезвиями 10, 11, 12. Лезвие 10 выполнено на верхней грани плоского ножа 4. Лезвие 11 бокового ножа 6 является продолжением лезвия 12 нижнего плоского ножа 6. Углы заточки ножей 4, 5 и 6 выполнены с углами, равными 18-21^o.

Режущая кромка 7 верхнего плоского ножа 4 к левой вертикальной грани бокового ножа 6 наклонена под углом 60 ± 5^o. Режущая кромка нижнего плоского ножа 5 наклонена к левой вертикальной грани бокового ножа 6 под углом не выше 45 ± 5^o. Режущая кромка 8 бокового ножа 6 к направлению движения наклонена под углом 50-70^o. Противоположные от лезвий 10, 11, 12 грани напылены износостойким материалом (см. фиг. 6), полосой 10-12 мм и толщиной 0,6-0,7 мм.

На вертикальной грани бокового ножа 6 выполнена локальная выдавка, образующая щиток 13 для защиты резьбовых частей болтов 14 с потайной головкой, гаек 15, плоских 16 и пружинных 17 шайб. Одновременно с этим щиток 13 выполняет роль дополнительного деформатора почвы.

Рыхляще-подрезающий элемент 2 выполнен из листовой стали толщиной 4 мм из стали 65Г по ГОСТ 1054-74 с последующей объемной закалкой лезвий 10, 11 и 12 до 40-50 HRC_э. Развертка рыхляще-подрезающего элемента 2 показана на фиг. 6.

Средняя часть стойки 1 снабжена лезвием 18 с режущей кромкой 19 на фронтальной части. Угол заточки лезвия 18 равен 12-18^o.

Рыхляще-подрезающий элемент 2 выполнено из листового материала. Перед началом придания ему соответствующей формы на фронтальной части верхнего плоского ножа 4, нижнего плоского ножа 5 и бокового вертикального ножа 6 выполняют лезвия 10, 11, 12 с режущими кромками 7, 8, 9. Так как лезвия 11 и 12 бокового 6 и нижнего 5 ножей направлены по одну сторону плоскости, а лезвие 10 верхнего ножа 4 по другую сторону плоскости, то переход режущих кромок 7, 8, 9 выполняют в верхней части бокового ножа 6. После этого выполняют сопряжение ножей 4 и 5 верхнего и нижнего ярусов с боковым ножом 6, при этом радиус изгиба должен быть не менее 30 мм, что исключает налипание почвы в местах закреплений. Длина лезвия 10 ножа 4 верхнего яруса в 5-6 раз больше длины лезвия 5 нижнего яруса. На культиваторе размещают левосторонние и правосторонние рабочие органы.

Рабочий орган культиватора функционирует следующим образом.

Перед началом работы в держателях культиватора перемещением стойки 1 вверх или вниз устанавливают необходимую глубину подрезания сорняков ножом 4 верхнего яруса и рыхления почвы ножом 5 нижнего яруса. За счет заточки фронтальной части стойки 1 лезвием 18 подрезается почвенный слой в вертикальной плоскости и смещается вбок на 12-14 мм. Режущая кромка 19 лезвия 18 перерезает нависшие сорняки. Стойка 1, находясь выше поверхности почвы, не образует ни бороздки, ни земляного валика. Режущая кромка 7 лезвия 10 ножа 4 верхнего яруса на глубине 3-4 см подрезает верхний иссушенный слой почвы и вместе с ним корни стержневых и ползучих сорняков. За счет большого угла постановки режущей кромки 7 к поверхности бокового ножа 6 достигается обработка почвы без подпора, а следовательно, без образования уплотненной подошвы и стенок, одновременно повышая крошение больших почвенных агрегатов в мелкие структуры с размерами фракций не более 5-8 мм и без заклинивания почвенного пласта между верхним ножом соседнего рабочего органа, исполненного в зеркальном отражении, и ножами нижнего яруса, уменьшая гребнистость отработанной почвы. Беспрепятственный сход почвы с поверхности плоского ножа 4 верхнего яруса позволяет создать мульгирующий слой над обработанным слоем.

Нож 5 нижнего яруса вместе со своим лезвием 12 подрезает рядом с защитной зоной слой почвы на глубине от поверхности поля 10-11 см. За счет того что нож 4 верхнего яруса смещен вперед по направлению движения по сравнению с ножом 5 нижнего яруса, усиливается процесс крошения почвы в слое 10-11 см без выноса влажной почвы на дневную поверхность. Рядом с защитной зоной создается разрыхленная почвенная зона, которая обильно насыщается кислородом из атмосферы, а при выпадании естественных или искусственных осадков (при орошении) повышается эффект впитывания влаги.

Режущая кромка 8 лезвия 11 бокового ножа 6 разрезает вертикальный слой почвы. Лезвием 11 пласт почвы смещается вбок. Это смещение в дальнейшем производит щиток 13, производя интенсивное крошение почвы. Смещение почвы щитком 13 вбок исключает контакт почвы с крепежными болтами 14 и гайками 15, что исключает их абразивный износ.

Описанное воздействие на почву в междурядиях пропашных культур без оборота пласта с глубоким рыхлением в защитной зоне и мульгирующего слоя по всей поверхности междурядий способствует созданию почвенного слоя с высокой влаговпитывающей способностью и аэрацией. При такой обработке почвы без оборота почвенных пластов интенсивно развиваются почвенные бактерии, восстанавливая почвенное плодородие, а зоны с глубоким рыхлением пронизываются корнями растений.

Так как лезвия 10 и 12 размещены на двух ярусах, а режущая кромка 9 ножа 5 нижнего яруса установлена под меньшим углом к поверхности бокового ножа 6, достигается минимальное сопротивление рабочего органа культиватора.

Предлагаемый рабочий орган способствует охране окружающей среды, т.к. защищает почву от водной эрозии при выпадании осадков от ливневых дождей и ветровой эрозии при суховеях.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в сельскохозяйственном машиностроении;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Применение: сельскохозяйственное машиностроение. Технический результат: снижение тягового сопротивления и повышение степени крошения почвы. Сущность изобретения: рабочий орган содержит вертикальную стойку и соединенный с ней рыхляще-подрезающий элемент. Рыхляще-подрезающий элемент выполнен в виде ярусно расположенных разновеликих плоских ножей с режущими кромками на фронтальной части, сопряженных с вертикальным боковым ножом, лезвие которого обращено в сторону ножей. Режущая кромка бокового ножа наклонена к направлению движения под углом 60 - 70^o. Режущая кромка лезвия плоского ножа верхнего яруса наклонена к плоскости ножа под углом 60 ±5^o. Режущая кромка лезвия плоского ножа нижнего яруса наклонена к плоскости ножа под углом 40 ±5^o. На вертикальной грани бокового ножа впереди стойки выполнен щиток, образованный локальной деформацией части участка боковой поверхности ножа впереди стойки в месте размещения крепежных элементов. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Рабочий орган культиватора, включающий вертикальную стойку и соединенный с ней рыхляще-подрезающий элемент, отличающийся тем, что рыхляще-подрезающий элемент выполнен в виде ярусно расположенных разновеликих плоских ножей с режущими кромками на фронтальной части, сопряженными с вертикальным боковым ножом, лезвие которого обращено в сторону ножей, а его режущая кромка наклонена к направлению движения под углом 50 - 70^o, при этом режущая кромка лезвия плоского ножа верхнего яруса имеет угол наклона к плоскости бокового ножа, равный 60 ± 5^o, а режущая кромка лезвия плоского ножа нижнего яруса наклонена к плоскости бокового ножа под углом 45 ± 5^o, причем на вертикальной грани бокового ножа впереди стойки выполнен щиток, образованный локальной деформацией части участка боковой поверхности ножа впереди стойки в направлении размещения крепежных элементов. 2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что между концами стойки на ее фронтальной части выполнено лезвие с углом заточки не более 15 ± 3^o. 3. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что тыльные от лезвий грани рыхляще-подрезающего элемента выполнены с напылением износостойким материалом на узкой полосе, эквидистантной режущим кромкам. 4. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что рыхляще-подрезающий элемент выполнен из листового материала. 5. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что переход режущих кромок лезвий ножей верхнего и нижнего ярусов выполнен в верхней части лезвия бокового ножа. 6. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что сопряжения ярусов с боковым ножом выполнены по галтели радиусом более 30 мм. 7. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что угол наклона боковой грани щитка к плоскости бокового ножа выполнен меньшим 30^o. 8. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что длина лезвия ножа верхнего яруса в 5 - 6 раз больше длины лезвия ножа нижнего яруса.